生物第6章从杂交育种到基因工程教案1新人教版必修

1、第 6 章从杂交育种到工程一、一周知识概述二、重难点讲解（一）杂交育种1、概念来源 杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种(稳定遗传)的方法。2、原理利用组合定律实现重组。3、应用可用于农作物品质的改良、产量的提高、培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。4、杂交育种只能利用已有的重组，按需选择，并不能产生新的；杂种后代出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。（二）诱变育种1、概念人工利用物理(如 X 射线、 射线、紫外线、激光等)或化学(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生突变。2、优点来源 Z XXK能提高突变率，产生新；在较短时间内获得的

2、优良变异类型。3、应用（1）农作物新品种的培育。新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“号”大豆，产量提高了 16%，含油量比原来提高了 2.5%。（2）用于微生物育种。例如青霉素的选育。1943 年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素 20/mL。后来人们对青霉菌多次进行 X 射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到 5000060000/mL。4、局限性诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。原因是向的。突变是随机不定5、克服方法要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。来源 Z#xx#k Com （三）工程的基本内

3、容1、工程的概念概念：工程又称为拼接技术或 DNA 重组技术。在体外，将外源经“剪切”和“拼接”重组后，导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组在受体细胞内表达，产生出人类所需要的产物或创建新的生物类型。作用：定向改造生物的遗传性状。2、操作的工具的剪刀限制性内切酶：能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割 DNA 分子。的针线DNA 连接酶：连接被限制酶切开形成的粘性末端，重组的 DNA 分子。的运载工具运载体：常使用的有质粒、噬菌体和动植物。具备条件：能在宿主细胞中并稳定存在；具多个限制酶切点；具某些标记，便于筛选。3、操作的基本步骤（1）提取目的：取得符合人们的要求的 DN段，这种

4、DN段称为“目的”。获得途径常有两条：一是直接分离法，又叫“鸟枪法”。用 DNA 限制性内切酶从供体细胞的DNA 中将目的分离出。优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。另一途径是人工法：一是反转录法，以目的转录成的 mRNA 为模板，反转录成单链 DNA 再合成双链 DNA；二是逆推法，以已知氨基酸序列，推出 mRNA 序列，再推出目的人工。序列，然后（2）目的与运载体结合：这个过程即为体外重组 DNA 的过程。首先选择目的所适合的运载工具，如质粒、等，然后用同一种限制酶分别切割运载 体和目的，使其产生相同的黏性末端，再加入适量的 DNA 连接酶，在生物体外将目的的 DNA 与运载

5、体的 DNA 结合起来，形成重组 DNA（或重组质 粒）（3）将目的导入受体细胞：将重组的 DNA 杂合分子，借鉴细菌或侵染细菌的途径，转移到选定的生物体细 胞中，使重组的 DNA 在受体细胞中、转录、翻译得以表达。把目的装在运载体上并通过运载体将目的运到受体细胞的这一过程，在一般情况下，转化 成功率仅为百分之一。为此遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组 DNA 浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙化处理后，能增大受体细 胞的细胞壁透性，从而使杂种 DNA 分子更容易进入。另外也可用枪法、激光微束穿孔法、显微注射法等方法直接将目的转入受体细胞（如卵细胞）。（4）目的的检测和

6、表达：目的的导入过程是肉眼看不到的，因此，要知道导入是否成功，并把目的能表达的受体细胞挑选出来，运载体事先应有特 定的标志，若在受体中能找出已转化细胞或，即检测到外源 DNA 所携带的特定遗传信息是否得到了表达，则可据此判断受体细胞是否获得了目的。（四）工程在卫生上的应用1、生产工程药品有些药品的常规生产方法是直接从生物体组织、细胞或血液中提取。由于受原料来源的限制，产量低，价格昂贵。用工程方造的“工程菌”，可以高效地生产各种高质量、低成本的药品。如：胰岛素、干扰素和疫菌等。2、用于该方法是用放射性同位素（如 32P）、 荧光分子等标记的 DNA 分子做探针。再将样品中的 DNA 分离出来，用

7、化学法或热处理法使样品 DNA 解旋；再将事先制好的 DNA 探针引入化验样品中，根据 DNA 分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。目前用方法已经能够检测出肠道、单疱疹等许多。此外在遗传性 疾病诊断方面的发展尤为迅速，如：白血病、苯尿症、镰刀型贫血症等十几种疾病的产前。3、用于治疗对于具有缺陷的细胞，可以将健康的外源导入该细胞中，并使该在细胞中得以表达，达到治疗疾病的目的。当然，该种表达还仅仅只能在外完 成，而要将转移到内的细胞，还有许多技术上的难题需要解决。疗法不仅可以用来治疗一些遗传病，如白化病、苯疾病等。尿症等，随着研究的深入，还可 用于治疗、心（五）转植物据估

8、计，目前世界上每年因病虫害和杂草需损失大约 1/3 的农作物，造成的经济损失高达数千亿。重组 DNA 技术的发展，可将动物、植物、微生物的相互转移，打破了物种之间难以杂交的天然屏障。迄今为止，已经把具有价值的目的，如抗、抗虫、抗除草剂、改变花色和花形、延长保鲜期等分别转 入到烟草、马铃薯、棉、番茄、大豆、苜蓿、矮牵牛等植物中，取得了可喜的成就。植物影响。工程对未来农业将会产生不可估量的在抗方面：是农作物的大敌，会导致农作物严重减产。自 1986 年把烟草花叶的外壳蛋白质转移到番茄体内，培育出抗烟草花叶的番 茄植株以后，抗黄瓜花叶利用转、抗马铃薯 X、抗苜蓿花叶的转植株也陆续培育成功。我国科学家

9、方法，已经培育出抗烟草和抗番 茄，并且已开始进行田间实验。在抗虫害方面：迄今研究得最多并取得成效的有两类，即杆菌的杀虫蛋白基植株上取食后会使其因以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂致命。当害虫在这些转（六）转动物生产转动物的研究自 20 世纪 90 年代以来日趋活跃，转动物技术的实用意义是：生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的 等；利用动物体作为反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从内提取的蛋白质；利用动物作研究模型，比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产 一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用各种疗法；生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。在转多种转转动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转鱼、兔、鸡等动物。1998 年 2 月中国科学家又获得了在所。来源 Zxxk C om的中含有蛋白凝血因子 X 的（七）工程是把双刃剑工程具有重要的应用价值，但也存在着潜在的